8键触摸感应芯片：PA108 PA108 8键触摸感应芯片：PA108 PA108

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产品型号：8键触摸感应芯片：PA108 PA108

品牌：

公司名称：上海集驰电子有限公司

所在地：上海松江

发布时间：2009-05-26

浏览次数：526 次

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产品简介

8键触摸感应芯片 l       8个完全独立的触摸感应通道l       完全自动——不需调整l       直接输出——编码或“perkey”l       3.4V~5.0V单一电源供电l       AKSTM邻键抑制功能l       脉冲技术、抗干扰能力强l       封装形式：48SSOP 应用•MP3播放器          •PC外设           •遥控器• 手机

产品详细信息

PA108A-1

8键触摸感应芯片

l 8个完全独立的触摸感应通道

l 完全自动——不需调整

l 直接输出——编码或“perkey”

l 3.4V~5.0V单一电源供电

l AKS^TM邻键抑制功能

l 脉冲技术、抗干扰能力强

l 封装形式：48SSOP

应用

•MP3播放器 •PC外设 • 遥控器

• 手机 •电视控制 • 其他需要触摸按键的设备

PA108触摸芯片内含数字控制器，可以检测靠近或触摸的8个电极的信号。电极能独立穿透类似于玻璃、塑料的绝缘体。这种装置可以应用于人机界面，如控制面板、器具、游戏装置、照明控制等。

每个通道都独立于其他的通道，每个通道都可以通过调整外部的Cs电容来实现独立的灵敏度。

AKS邻近键抑制能力可以通过对较弱信号的抑制来实现只对一个强势键的检测。

脉冲传播技术可以防止噪声干扰；LP（低功耗）模式可以降低功耗。

此芯片提供48SSOP封装。

1. 概述

PA108A采用独特的充放电技术使应用非常简单，这个产品有很多先进的性能使之能可靠、简单的应用在生活中。

脉冲操作：芯片工作于“脉冲模式”，每个键都独立的应用充放电技术，并且每个键都有独立的取样参考电容CS及负载电容CX。在LP模式，芯片在两个脉冲串之间处于睡眠状态以降低功耗。键信号分成两个脉冲序列��

脉冲A：keys0、1、4、5

脉冲B：keys2、3、6、7 ，脉冲永远运行有A-B序列

自适应能力：上电后，8个键在350ms内自动校准，然后可以在任何条件下可靠地使用。

自动重新校准：每隔一段固定时间芯片能自动校准以防止进入死机状态。固定时间分别为10s、60s或无穷大。

快速检测启动时AKS无效。

低功耗（LP）模式：芯片工作于低功耗（LP）模式可以在增加反应时间前提下降低功耗，这样就可以应用于电池供电场合。当检测到有按键时，芯片自动进入正常模式。同时，DETECT脚置高以唤醒住控制器，10s后芯片重新回到LP模式。

AKS邻近键抑制模式可通过跳接电阻来选择，AKS不能用作复合键。 AKS操作通过比较每个键信号的强弱在使一个强的信号占据主导地位。

PA108A有两组AKS工作模式，通过跳接电阻实现，这两组是：

l AKS工作于2组4个键

l AKS工作于所有的8个键，如果AKS无效的话，所有的键可以同时操作

输出：有两种输出模式：直接输出和二进制输出，其中

直接输出：在这种模式下，每个键对应于一个独立的输出口。

二进制输出：在这种模式下，检测一个键是否按下需要对3根输出线进行编码。如果有不止一个键被检测到，则*先按下的键有效。

简单模式：为减少外围器件，简单操作模式让器件工作于一个固定的状态中，在这种状态下只有AKS功能可供选择，LP模式在这种操作下也有效。简单模式可用于大多数场合。

48-SSOP Pin	引脚	类型	功能	说明	未用状态
33	SS	OD	Spread spectrum	脉冲驱动	通过100K电阻接到Vss
34	n/c	-	-	悬空	-
35	/RST	I	复位输入	低电压复位	Vdd
36	Vdd	Pwr	电源	+2.8 ~ +5.0V	-
37	OSC	I	晶体振荡器	需要与VDD和电阻、电容网络连接	-
38, 39, 40, 41, 42	n/c	-	-	悬空	-
43	SNS0	I/O	感应脚和选项选择	连接到Cs0和或选项电阻	选项电阻
44	SNS0K	I/O	感应脚	连接到 Cs0 + Key	空
45	SNS1	I/O	感应脚和选项选择	连接到Cs1和或选项电阻*	空或选项电阻*
46	SNS1K	I/O	感应脚	连接到Cs1 + Key	空
47	SNS2	I/O	感应脚和选项选择	连接到Cs2和或选项电阻*	空或选项电阻*
48	SNS2K	I/O	感应脚	连接到 Cs2 + Key	空
1	SNS3	I/O	感应脚和选项选择	连接到Cs3和或选项电阻*	空或选项电阻*
2	SNS3K	I/O	感应脚	连接到 Cs3 + Key	空
3	SNS4	I/O	感应脚和选项选择	连接到Cs4和或选项电阻*	空或选项电阻*
4	SNS4K	I/O	感应脚	连接到 Cs4 + Key	空
5	SNS5	I/O	感应脚和选项选择	连接到Cs5和或选项电阻*	空或选项电阻*
6	SNS5K	I/O	感应脚	连接到 Cs5 + Key	空
7	SNS6	I/O	感应脚和选项选择	连接到Cs6和或选项电阻*	空或选项电阻*
8	SNS6K	I/O	感应脚和模式选择	连接到Cs6+和或模式电阻*	空或模式电阻*
9	SNS7	I/O	感应脚和模式或选项选择	连接到Cs7和或模式电阻或选项电阻	空或模式电阻或选项电阻*
10	SN7K	I/O	感应脚	连接到 Cs7 + Key	Open
11, 12, 13, 14, 15, 16	n/c	-	-	悬空	-
19	Vss	Pwr	地	0V	-
17, 18, 20	n/c	-	-	悬空	-
23	SYNC/LP‡	I	Sync 输入或 LP 输入	上升沿或LP脉冲	Vdd 或 Vss
24	DETECT	O/OD	监测状态	状态=监测到的键	空
21, 22	n/c	-	-	悬空	-
25	OUT_0	O/OD	Out 0	二进制编码输出20	空
26	OUT_1	O/OD	Out 1	二进制编码输出1	空
27	OUT_2	O/OD	Out 2	二进制编码输出2	空
28	OUT_3	O/OD	Out 3	在二进制编码模式下这些引脚需要连接到VSS	空
29	OUT_4	O/OD	Out 4		空
30	OUT_5	O/OD	Out 5		空
31	OUT_6	O/OD	Out 6		空
32	OUT_7	O/OD	Out 7		空

表1.1

注意：

+：模式电阻只在简单模式下需要

*：选项电阻只在全部模式下需要

应用电路图

图1.1 **模式参考电路图

图1.2 简单模式参考电路图

AKS_1	AKS_0	AKS模式	快速检测
VSS	VSS	关	关
VSS	VDD	关	有效
VDD	VSS	开，2组	关
VDD	VDD	开，全局	关

表1.2 AKS/快速监测选项

MOD_1	MOD_0	*大持续时间
VSS	VSS	10s 到重新校准
VSS	VDD	60s 到重新校准
VDD	VSS	无穷（无效）
VDD	VDD	保留

表1.3 *大持续时间

OUT_D	POL	OUT_n，监测脚模式
VSS	VSS	二进制编码，高有效，推挽
VSS	VDD	直接，低有效，空
VDD	VSS	直接，高有效，推挽
VDD	VDD	直接，低有效，推挽

表1.4 极性&输出

SL_1	SL_0	SYNC/LP 脚模式
VSS	VSS	Sync
VSS	VDD	LP模式：110ms响应时间
VDD	VSS	LP模式：200ms响应时间
VDD	VDD	LP模式：3600ms响应时间

表1.5 SYNC/LP功能

AKS_0	AKS模式	快速监测
VSS	关	有效
VDD	开，全局	关

表1.6 AKS电阻选项

输出驱动，极性	直接输出，推挽，高有效
SYNC/LP脚	200msLP功能，SYNC无效
*大持续延时	60s
监测脚	高有效

表1.7 简单模式下的功能

2. 装置操作

2.1启动时间

复位或上电后，系统需要350ms时间来进行初始化、校准和开始正常工作，复位、校准后键就可以正常工作。

电阻选项

电阻选项只可以在系统上电时被读取，有“**”和“简单”两种模式供选择。

在“**”模式中，8个1M电阻必须全部选择，如图1.1所示。

在“简单”模式中，1M电阻必须连接在SNS6K和SMS7之间。在此模式下，只需另加一个1M电阻就可实现AKS特性。

需要注意的是选项电阻的选择会影响到电筒Cs的值；当Cs值小于22nF时，这种影响要特别注意。加上选项电阻后Cs的值需要适时调整以取得合适的灵敏度。

输出脚——直接模式

如表1.4所示，直接模式可以通过设置不同的电阻选项来实现。

在这种模式下，每个键对应于一个输出脚；当确定相应的电极上由触摸信号时，对应的脚就会有动作。没有用到的脚悬空。

若AKS无效，所有的输出叫在同一时间都有动作。

电路图1.1中：输出极性和驱动方式由连接到Vdd和Vss的电阻决定，见表格1.4。驱动方式可以是推挽式或高阻态，高、低电平均可。

电路图1.2中：在简单模式中，输出脚只可被置为上拉高电平。

输出脚——二进制模式

二进制模式可以通过选项电阻的选择来实现，如表1.4所示。

在这种模式下，通过对OUT_2、OUT_1、OUT_0的状态进行二进制编码来实现对检测到的键的储存，其编码值分别为000——111。通常情况下，需要4根线来读码，但KEY0除外：输出码000即可以表示“没有检测到信号”也可以表示“检测到KEY0”。第四根线是“DETECT”脚，当键被检测到时输出高电平。

**个被检测到的键有效，先输出。随后检测到的键被隐藏起来，直到目前按键无效，这样编码会随着键变化而改变。

这种模式可以减少同住控制器之间的连线数量，其代价是在同一时间只能由一个键被读出。需要注意的是在通用AKS模式下（2.7节），同一时间只有一个键输出。

电路图1.1中：输出极性和驱动只能被设置为推挽式，上拉高电平。

电路图1.2中：二进制编码不适用。

DETECT脚

DETECT反映了8个键的逻辑“或”状态。DETECT可以通过人体感应来唤醒电源供电。

当二进制编码结果显示有键按下时，DETECT也可以通知主控制器。当DETECT有效时，需要对DETECT和二进制编码输出读两次来保证所读编码的正确。

DETECT和输出极性见表格1.4。

LP模式

低功耗LP模式，在这种模式下可以节省功耗，有三种响应时间供选择：110ms、200ms和360ms。

此模式下，装置一直处于低功耗模式直到检测到一个触摸信号。如果10s内无触摸信号则装置重新进入低功耗状态。

如表1.5所示，响应时间由选项电阻SL_1和SL_0来决定，在低功耗模式下，响应时间较长。

AKS功能脚

PA108A的邻近键抑制功能有两种模式来实现。选项电阻的设置如表1.2和表1.6所示。AKS功能可以被设置为无效，以便所有的键可以同时有效。当动作时，其模式是：

全部：AKS功能适用于全部8个按键，这意味着在任一时刻只能有一个键有效；

分组：AKS功能对两组4个按键起作用，0-1-4-5和2-3-6-7。这意味着任一时刻只能有两个键有效。

需注意的是在快速控制模式下，AKS功能无效。

MOD_0,MOD_1输入

在**模式中，MOD_0和MOD_1电阻用来设定‘*大持续’校准时间。如果一个键在达到持续时间后变化很多，就需要一次自动校准。设定的时间分别是10s、60s或无穷大MOD的逻辑组合决定自校准时间，详见表1.3。

在简单模式中MOD时间是固定的60s。

简单模式

简单模式只需要少量的选项电阻，这种模式可通过在引脚SND6K和SNS7之间接上SMR电阻来实现，如图1.2所示。

在这种模式中只需要一种选项——AKS有效或无效。当AKS无效时，快速检测有效；当AKS有效时，快速检测无效。

AKS在这种模式中只能是**模式（例如，操作所有的功能键）。

其它选项被固定设置为，

OUT_n, DETECT脚：推挽、高电平、直接输出

SYNC/LP功能：LP模式，200ms反应时间

*大持续时间：60s

详见表1.6和表1.7.

未使用的键

应通过移除相应的Cs、Rs和Rsns和取消SNS的连接（如表1.1所示）来使未用的键除能。未使用的键不影响AKS功能。

3. 设计注意事项

3.1 震荡频率

PA108内部震荡频率由连接到OCS及SS脚的电阻网络决定。

在不同的VDD电压下，可能需要对电阻网络进行微调以得到适合的脉冲频率，同时使得每个键的正脉冲宽度在2µs左右。

实际上脉冲宽度在1.5µs~2.5µs之间时不影响使用效果，**的影响是在LP模式下自动调整周期和反应时间。

3.2 宽脉冲功能

PA108使用宽频脉冲功能可以抵御外界干扰及RF发射。

电阻Rb1和Rb2要随 VDD略有变化，如图1.1和1.2所示。

3.3 CS取样电容；灵敏度

CS取样电容决定了电极灵敏度，电容值越大，灵敏度越高。每个通道的电容值都可以不一样，从而使每个电极有不同的灵敏度。一般Cs的范围是2.2Nf~50nF之间。

3.4 电源供应

工作电压范围在2.8V到5.0V之间均可。当工作电压随着温度的缓慢变化发生波动时，系统会根据这些变化自动进行调整进而减小温度改变所带来的影响。但是，若温度的变化过快，系统会因为反应的不及时而导致错误的检测。

电源供应需要使用2.8V~5.0V的三端稳压源。如果稳压源同时提供给其它系统使用，要保证提供的电压没有噪声的干扰，以防止对系统产生不利的影响。

为保证正常的操作，VDD和VSS之间需要连接一个不小于0.1µF的旁路电容；需要注意的是旁路电容与VDD和VSS之间的连线要尽可能的短。

4.规格

4.1 极限参数

工作温度..............................................................................................………………...……....-40 ~ +85ºC
储存温度............................................................................................................................-50ºC ~ +125ºC
VDD.........................................................................................................................................-0.3 ~ +6.0V
*大电流..........................................................................................................................................±20mA
引脚承受电压………………..................................................................................-0.3V ~ (Vdd + 0.3) Volts

4.2 工作条件

工作温度……………………….................................................................................................-40 ~ +85ºC
VDD.......................................................................................................................................+3.4 ~ +5.0V
瞬间承受干扰电压..........................................................................................................................±5mV/s
长期供应稳定性…………………...................................................................................................±100mV
Cs 范围..............................................................................................................................2.2nF ~ 100nF
Cx 范围.......................................................................................................................................0 ~ 50pF

4.3 交流特性

Vdd = 5.0, Ta = recommended, Cx = 5pF, Cs = 4.7nF;参见图1.1

符号	参数	*小	典型	*大	单位	注意
Trc	Recalibration time		150		ms
Fc	Burst center frequency		132		kHz
Fm	Burst modulation, percent		15		%	Total deviation
Tpc	Sample pulse duration		2		µs
Tsu	Startup time from cold start		350		ms
Tbd	Burst duration		3.4		ms	Both bursts together
Tdf	Response time - Fast mode		10		ms
Tdn	Response time - Normal mode		25		ms
Tdl	Response time - LP mode		200		ms	200ms LP setting
Tdr	Release time - all modes		25		ms	End of touch

4.4 直流特性

Vdd= 5.0, Ta = recommended, Cx = 5pF, Cs = 4.7nF; 参见图1.1

符号	参数	*小	典型	*大	单位	注意
IDDN	Supply current, normal mode*		4.5 2.7 2.2 1.8 1.5 1.3	8	mA	@ Vdd = 5.0 @ Vdd = 4.0 @ Vdd = 3.6 @ Vdd = 3.3 @ Vdd = 3.0 @ Vdd =2.8
IDDL	Supply current, LP mode*		45		µA	@ Vdd = 3.0; 360ms LP mode
VDDS	Supply turn-on slope	100			V/s	Req’d for startup, w/o external reset ckt
VIL	Low input logic level			0.7	V
VHL	High input logic level	3.5			V
VOL	Low output voltage			0.5	V	7mA sink
VOH	High output voltage	Vdd-0.5			V	2.5mA source
IIL	Input leakage current			±1	µA
AR	Acquisition resolution		8		bits

4.5 信号处理

Vdd= 5.0, Ta = recommended, Cx = 5pF, Cs = 4.7nF

参数	数值	单位	注意
Detection threshold	10	counts	Threshold for increase in Cx load
Detection hysteresis	2	counts
Anti-detection threshold	6	counts	Threshold for decrease of Cx load
Anti-detection recalibration delay	2	secs	Time to recalibrate if Cx load has exceeded anti-detectionthreshold
Detect Integrator filter, normal mode	6	samples	Must be consecutive or detection fails
Detect Integrator filter, ‘fast’ mode	2	samples	Must be consecutive or detection fails
Max On-Duration	10, 60, ∞	secs	Option pin selected
Normal drift compensation rate	2,000	ms/level	Towards increasing Cx load
Anti drift compensation rate	500	ms/level	Towards decreasing Cx load